Metadaten







Promotionsordnung


PromO07

Kumulative Dissertation


nein

Titel


Diversification of Wind and Solar Energy Portfolio Risk : an Explorative Analysis for Germany 2010-2012

Titel (englisch)



Autor/Autorin


Speth, Valerie

2. Autor/Autorin



Geburtsdatum


15.08.1982

Geburtsort



Matrikelnummer


10604478

Schlagwörter (GND)


Deutschland; Energiewirtschaft; Windenergie; Sonnenenergie; Risiko; Diversifikation

DDC (Dewey Decimal Classification)


Wirtschaft - 330

Freie Stichwörter (deutsch)


Energie; Portfolio Theorie; Ausgleichskosten; Gestehungskosten

Freie Stichwörter (englisch)


Germany; Levelized cost of energy; balancing; capacity; risk; energy; diversification; wind; solar; portfolio theory

Kurzfassung


Obwohl grosse Investitionen getätigt werden müssen, um den Anteil von Wind- und Solarenergie zu erhöhen, schenken erneuerbare Stromversorgungskonzepte dem Thema Investitionsrisiko kaum Beachtung. Durch die Integration der Bewertungsgrösse Risiko könnte jedoch technologisches Risiko, hier definiert als Ausgleichs- und Kapazitätskosten, bewertet und reduziert werden.
Diese Dissertation verwendet einen empirischen, deutschen Datensatz, der Erzeugungs- und Prognosedaten für Wind- und Solarenergie dreier, aufeinanderfolgender Jahre beinhaltet. Dies bildet die Grundlage für die Anwendung der Portfolio-Theorie, die basierend auf dem Diversifikationseffekt bei einem gegebenen Risikolevel Portfolien konstruiert, die entweder den Prognosefehler, die Erzeugungsvolatilität, die Energiegestehungskosten minimiert oder den Beitrag in Zeiten der Spitzenlast maximiert. Die Methodik stimmt die politische, die technologische und die Investorensicht aufeinander ab, so dass zukünftig die Energieversorgung massgeblich durch die tragenden Säulen Wind- und Solarenergie bereitgestellt werden kann. Zudem erweitert sie den Ansatz der Energiegestehungskosten indem sie Ausgleichs- und Kapazitätskosten integriert und dadurch einen Gesamtkostenansatz entwickelt.
Die Analyse zeigt dass: (1) ein höherer Solaranteil innerhalb eines Wind- und Solarportfolios das Risiko des Prognosefehlers, der Energiegestehungskosten und des Beitrags zur Spitzenlast minimiert. (2) ein Portfolio mit einem höheren Windanteil Erzeugungsvolatilität minimiert. (3) Ausgleichs- und Kapazitätskosten eine Abschätzung langfristiger Gesamtkosten erschweren. (4) eine Datengrundlage, die sich über mehrere Jahre erstreckt Ausreiser einzelner Jahre glättet und somit die Belastbarkeit der Ergebnisse erhöht.
Die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit lauten: Eine langfristige politische Effizienzbewertung von Wind- und Solarportfolien sollten durch die Abwägung von Ertrag und Risiko erfolgen. Ein integrierter Ansatz, der Anforderungen aus technologischer und Investorensicht widerspiegelt, könnte somit die Grundlage zur Entwicklung politischer Rahmenbedingungen sein. Hierzu würden Ausgleichs- und Kapazitätskosten in Abhängigkeit ihrer Relevanz in einen langfristigen Gesamtkostenansatz einfliessen. Das Ziel einer erneuerbaren Stromversorgung wird nur erreicht, wenn trotz schwer einschätzbarem, technologischem Risiko, wie beispielsweise Ausgleichs- und Kapazitätskosten, zukünftig weitere Wind- und Solarinvestitionen getätigt werden. Durch regulatorische Rahmenbedingungen könnte dies ermöglicht werden, wie z.B. einem Einspeisetarif, der eine Komponente enthält, die Anreize für hohe Prognosegüte, geringe Erzeugungsvolatilität oder einen hohen Beitrag zur Spitzenlast bietet.

Kurzfassung (englisch)


Although high investments need to be leveraged to increase the share of wind and solar energy generation, investment risk has not yet been integrated into commonly used approaches of renewable energy scenario development. However, to evaluate and reduce technological risk and associated balancing and capacity costs of increased renewable energy generation, such an integration of risk is a necessary step to take.
This dissertation uses wind and solar generation and forecast data of Germany from three consecutive years and applies mean-variance portfolio theory to construct four optimal wind and solar portfolios. The aim is to create portfolios that either minimize the predictability errors, volatility or levelized cost of energy or maximize the contribution to peak demand for a given level of risk. The methodology aligns the political, the technological and the investor perspective to drive towards political renewable energy goals. Furthermore, it broadens the levelized cost of energy approach by integrating wind and solar balancing and capacity costs.
The results of the analysis show that: (1) a higher share of solar compared to wind energy decreases the risk associated with predictability errors, contribution to peak demand and levelized cost of energy. (2) a portfolio that holds a higher share of wind decreases risk related to volatility. (3) system security costs, here defined as balancing and capacity costs, impede the estimation of long-term levelized cost of energy. (4) using a dataset over several years seems to enhance the reliability of results leveling out high variations of individual years.
The paper has important implications. Policy makers should determine the long-term efficiency of wind and solar portfolios by evaluating return and risk. In order to design efficient support schemes which include technological risk and associates costs, policy should jointly consider technological and investor requirements. Therefore, balancing and capacity should be incorporated to the level of their cost impact on long-term wind and solar portfolios. To create an investor friendly environment which might lead to additional wind and solar investments, policy makers could introduce a feed-in tariff with a component providing incentives for balancing or capacity properties of wind and solar portfolios.

Universität


Universität St.Gallen

Referent/Referentin


Wüstenhagen, Rolf (Prof. Dr.)

Korreferent/Korreferentin


Frauendorfer, Karl (Prof. Dr.)

Erweitertes Diss. Komitee



Fachgebiet


Betriebswirtschaftslehre (PMA)

Sprache


ENG

Promotionstermin (dd.mm.yyyy)


16.09.2013

Erstellungsjahr (yyyy)


2013

Dokumentart


Dissertation

Format


PDF

Dissertationsnummer


4184

Quelle



PDF-File


dis4184.pdf

Dokumentverknüpfung


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letzte Änderung: 08/16/2013 - Allgemeine rechtliche Informationen - Datenschutz [ Nach oben ]